温室作物光合作用数学模型是净光合速率与环境因子之间的定量关系。通过构建合理和完善的光合作用模拟模型,可以提高作物光合速率和增加作物产量。在实际的温室大棚应用中,根据光合作用模型的分析结果调节环境因子,让作物的光合强度和资源的利用率都达到一个最大化。而且可以帮助研究人员研究复杂的温室光合系统及其在各个过程中的重要性,加快实验进度,避免大量不必要的资源消耗,所以光合作用模型的研究成为研究光合作用的一种强有力的工具。
1。2 温室光合作用模型的国内外研究现状
1。3 本文的结构及主要内容
本文主要研究温室作物的光合作用模型,通过模拟和仿真得到环境对将光合速率的影响情况。并通过试验验证和误差计算分析各模型的模拟情况。
第一章介绍此课题的研究背景及意义和国内外的研究现状;
第二章主要介绍光合作用的概念、发展历程、原理及机制等理论知识和环境因子包括光、二氧化碳和温度对光合速率的影响;
第三章是光合作用几种模拟模型的仿真结果及结果分析;
第四章主要是温室试验的内容、结果分析和误差分析;
第二章 光合作用的理论基础
2。1 光合作用概述
2。1。1 光合作用的基本概念和意义
光合作用,是指含有叶绿体的绿色植物、动物和某些细菌,在可见光的照射下,经过光反应和暗反应,利用光合色素,将二氧化碳(或硫化氢)和水转化为有机物,并释放出氧气(或氢气)的生化过程,同时也有将光能转变为有机物中化学能的能量转化过程。
地球上放氧光合作用的出现极大地加速了生物演化的过程。放氧光合作用的出现,使古老地球上无氧大气中的氧气浓度不断增高到现在的适合生物生存的水平,为有氧呼吸的发生创造了前提;光合作用是植物的基础代谢过程,植物是地球生物圈的基本环节。生物圈中形形色色的动物和微生物的食物和能量来源都是植物。所以光合作用是生物圈中物质和能量循环的不可缺少的关键环节;从反应规模和意义上讲,地球上没有任何的反应比光合作用规模更大或更具有意义;面对地球上人口日益增长和耕地面积日益减少的严重局面,为了满足人们日益增长的食物要求,人们正试图通过改善光合作用来大幅度提高作物的单位面积产量。改善光合效率成为第二次绿色人们研究的主要问题[17] 。
2。1。2 光合作用的研究历程
从公元前4世纪古希腊哲学家亚里士多德认为植物生长所需物质全部来自于土壤中开始到至今,光合作用的研究已经走过了二百多年的历程[18]。
公元前4世纪,古希腊哲学家亚里士多德认为:植物生长发育所需的物质全部来自于土壤中。
1648年,比利时科学家海尔蒙特提出了植物体的原料是水分这一观点;
1772年英国化学家和哲学家普利斯特利(1733-1804年)在所做的植物-蜡烛-老鼠的经典实验中发现,植物能够净化被蜡烛燃烧变坏的空气,被照光的薄荷枝产生可以维持老鼠生命和蜡烛燃烧的空气;
1779年,荷兰内科医生英格豪斯证明:普利斯特利实验中的植物依赖太阳光;论文网
1782年瑞士牧师Jean Senebier确定,所谓的“固定的空气”确实是绿色植物营养所需要的;由此确定了CO2作为反应物参加光合作用;
1804年瑞士科学家Nicolas Theodore de Saussure(1767-1845年)通过仔细的称重实验证明,植物干重的增加量大于吸收的二氧化碳的质量,推测这些多出的质量来自于水,从而提出水反应物参加光合作用;